1、OXC 全光交换技术的发展
ROADM(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer)可以实现多维度、大容量波长级调度,具备低时延、低功耗的优点,满足干线、城域及数据中心互联等组网需求。随着维度增加,ROADM 站点内部连纤数量急剧增加,导致开通和维护时间长、易出错,占地面积、功耗也大幅增加。OXC(Optical Cross Connect),一种更为灵活的全光交换调度方式。
相比传统 ROADM基于分离板件+板间跳纤的光交换方式,OXC 采用集成式互连构建全光交换资源池,实现了高集成度、“0”跳纤的全光交换,有效避免人为跳纤操作失误,提升了大颗粒业务的交换效率。
OXC 系统基于集成式互连全光交换理念,采用全光背板、光支路板和光线路板三大部分组成。
全光背板:采用集成式连接的方式实现系统级光交叉,无需手工跳纤,用户只需关注对外接口。
光支路板:实现本地波长上下,支持 CDG 和 CDCG 特性。
光线路板:实现光信号在线路方向的发送和接收,集成传统光层 WSS 板、光放板、OCS 板以及 FIU 板,支持一块光线路板一个线路维度的应用。
2、基于 OXC 技术的全光交换机产业进展
华为创新性地将全光交叉(OXC)技术引入到数据中心网络,在全联接大会 2024 期间推出业界领先的数据中心全光交换机 Huawei OptiXtrans DC808,该全光交换机支持256*256 无阻塞全光交换,超高集成度(6U 高)、超低功耗(整机小于 200W)、超高可靠(电信级可靠性)。华为数据中心全光交换机预计将于 2025 年正式商用。
光迅科技在 OFC2024 创新推出 MEMS 系列最新产品 OCS(Optical Circuit Switch)。此次推出的 MEMS 系列 OCS 产品基于独创光学设计,定制芯片开发;可支持最高 400×400 端口;采取全光透明传输,与速率/协议无关;可支持快速无阻塞切换,还可支持集成诊断和监测功能。
Coherent(高意)在 2024 年 3 月的圣地亚哥 OFC 上展示了基于 DLX 技术的 300 端口x300 端口光交换机。这款产品得益于 Coherent 高意在先进光学和电子制造领域的强大垂直整合能力、采用超可靠的数字液晶技术,为人工智能数据中心部署进行了优化。Coherent 预计 DLX 光交换机将于 2025 年开始大规模发货。
同样是在 2024 年 3 月的圣地亚哥 OFC 上,HUBER+SUHNER 通信公司展示了全光交换机产品 POLATIS 576。576x576 无阻塞光纤端口矩阵使运营商能够在网络安全和网络监控、测试实验室自动化和数据中心交叉连接等应用中以紧凑的外形将更多的光纤远程连接在一起。由于通过嵌入式 NETCONF 和 RESTCONF 接口支持软件定义的网络(SDN),POLATIS 光路交换机比传统的电子交换设备节能 100 倍,并能以光速数据延迟直接在光纤层对实时流量进行动态路由、监控、保护和测试。
华为在《智能世界 2023》白皮书中指出:AGI 时代,数据中心的能耗将达GW(十亿瓦特)级,超过一个核电机组的供电能力,迫切需要持续提升数据中心的能效,降低基础设施的供电压力,匹配各国低碳数字经济的建设要求;在总线互连层面,基于高速总线的超节点架构和资源池化提升算力效率;在 DCN 层面,芯片出光、OXC 光交换技术的应用有望实现全光 DCN,结合 3D Fullmesh/Dragonfly/Torus 等新型网络拓扑创新可减少 50%以上光模块的成本和能耗;广域超宽无损 DCI 能力的突破,支持千公里级跨域并行训练(50Tbps DCI@70%线性度),在区域电网容量约束下,实现跨域训练成为可选方案之一。
CPO 与 LPO 等可插拔光模块相比,进一步压缩了电互连在 PCB 内的距离,即大大降低了 SerDes 驱动所需的功耗,具有功耗低、传输距离远(500 米)、时延小的优势,在解决了可靠性等问题后,加上 OXC 等光交换技术,集群网络的互连有机会全部切换为 CPO 解决方案。
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